Perkembangan teknologi yang semakin pesat menuntut guru
untuk lebih kreatif dalam menyampaikan materi. Teknologi yang sudah ada
diantaranya adalah robot. Namun, robot seringkali hanya digunkan untuk materi
perkembangan teknologi saja, padahal terdapat beberapa mata pelajaran yang
dapat menggunakan robot sebagai penyampai materi atau media pembelajarannya.
Mata pelajaran tersebut antara lain Sains, Teknologi, Teknik dan Matematika
atau sering disebut dengan STEM (Science, Technology, Engineering, and
Mathematic). Level peserta didik yang akan dibahas dalam makalah ini adalah
level pendidikan dasar antara umur 6 sampai dengan 12 tahun, karena pada level
ini dibutuhkan penyampaian konsep dasar STEM yang menyenangkan untuk meningkan
motivasi pesera didik dalam belajar STEM. Penerapan ilmu robotika dalam
pembelajaran STEM pada pendidikan dasar dinilai dapat melibatkan peserta didik
secara kognitif, tingkah lau dan emosional, sehingga dapat mempengaruhi
motivasi peserta didik.
Robotika dan mesin otomasi telah mewarnai
perkembangan ilmu sains dalam bidang akademik pendidikan dan industri. Namun
dalam bidang akademik pengenalan robotika biasanya hanya sebatas kecanggihan
teknologi dari robot itu sendiri (Alamisis, 2012). Padahal, robot dapat menjadi
alat edukasi yang baik untuk diterapkan dalam pembelajaran. Inspirasi penerapan
robot sebagai media pembelajaran sebagian besar mengambil dari teori pendekatan
konstruktivisme yag dikemukakan oleh Piagiet (1974)dan direvisi oleh Seymour
Papert (1980) bahwa peserta didik dapat lebih memaknai teori yang diajarkan
ketika peserta didik belajar menerapkannya melalui sebuah kreasi dan inovasi.
Teori ini menunjukkan pembelajaran yang berpusat pada peserta didik yang
mengeksplor pengetahuannya melalui manipulasi dan konstruksi obyek.
Robotika adalah inovasi media pembelajaran baru
untuk menyalurkan ilmu pengetahuan dan mengajarkan pemahaman pengetahuan dengan
realita pada orang – orang di luar penelitian sains seperti anak – anak
(Miglino, 1999). Robotika merupakan salah satu teknologi dan media pembelajaran
terbaik yang dapat mengintegrasikan pengetahuan, keterampilan dan sikap. Dengan
menggunakan robotika akan mengenalkan peserta didik pada teknologi baru yang
kreatif dan inovatif yang mendorong keinginan peserta didik untuk
mengkonstruksikan sendiri robot yang mereka inginkan. Peserta didik juga akan
memiliki pola pikir untuk menjadi kreator aktif dalam bidang teknologi dan
sains daripada menjadi konsumer pasif dari teknologi (Eguchi, 2014).
Komponen Robotik
1.
Kontroler.Kontroler
jantung dari sistem robot . Kontroler menyimpan informasi yang berkaitan dengan
data data robot, yang telah diprogram sebelumnya. Kontroler berfungsi untuk
mengontrol pergerakan dari manipulator. Untuk kontroler sendiri telah diatur
oleh sebuah program dengan bahasa tertentu. program tersebut kemudian disimpan
didalam memori. Dalam memori data dapat di keluarkan atau di edit sesuai dengan
kebutuhan. Dulu kontroler dibuat dari drum mekanik yang bekerja secara
sequential dan sangat sederhana. Pada saat sekarang kontroler menggunakan PLC
(programmable logic control) yang bekerja dengan pergerakan yang sangat komplek
dari sistem robot.
2. Manipulator.Manipulator
memiliki dua bagian, yaitu bagian dasar dan bagian tambahan. Bagian dasar
manipulator bisa kaku terpasang pada lantai area kerja ataupun terpasang pada
rel. Rel berfungsi sebagai path atau alur sehinga memungkinkan robot untuk
bergerak dari satu lokasi ke lokasi lainnya dalam satu area kerja. Bagian
tambahan merupakan perluasan dari bagian dasar, bisa disebut juga lengan/arm.
Bagian ujungnya terpasang efektor yang berfungsi untuk mengambil/mencekam
material. Manipuator digerakkan oleh actuator atau disebut sistem drive.
Actuatuator atau sistem drive menyebabkan gerakan yang bervariasi dari
manipulator. Actuator bisa menggunakan elektrik, hidrolik ataupun pneumatik.
3. Power Suply (Catu Daya).Power
supply adalah penghantar catu daya pada kontroler dan manipulator sehingga
dapat bekerja. Suatu sistem robot dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian untuk
kontroler dan bagian untuk manipulator. Bagian kontroler menggunakan elektrik
sedangkan bagian manipulator bisa menggunakan elektrik, pneumatik, hidrolik
ataupun ketiganya.
4. Efektor.Efektor
berfungsi sebagai bagian terakhir yang menghubungkan antara manipulator dengan
objek yang akan dijadikan kerja dari robot. Sebagai contoh efektor dapat berupa
peralatan las, penyemprot cat ataupun hanya berupa penjempit objek. Efektor
jika disamakan dengan manusia seperti jari-jari tangan yang dapat digerakan
untuk memindah atau mengangkat materilal ataupun peralatan yang dapat digunakan
untuk mengelas, mengecat, menempa, mengisi botol, dan lain-lain sesuai dengan kebutuhan.
Kerja efektor dapat berupa mekanik, elektrik, pneumataik (grifer), maupun
hydrolik.
5. IC Mikrokontroller.Tipe-tipe
Ic mikrokontroller yaitu ATMega8, ATMega8535, ATMega32, ATMega16, Atmega328,
ATMega128. tergantung jumlah pin dan kapasitas memori yang kita butuhkan, untuk
Robot Line Follower standard IC ATMega8 sudah memenuhi untuk jumlah pin input
output yang akan digunakan dan kapasitas memorinya.
6. Resistor (R).Resistor
berfungsi sebagai penghambat arus listrik, memperkecil arus dan membagi arus
listrik dalam suatu rangkaian. Satuan yang dipakai untuk menentukan besar
kecilnya nilai resistor adalah Ohm.
7. Transistor (Tr).Transistor
adalah suatu bahan yang dapat merubah bahan yang tidak dapat menghantarkan arus
listrik menjadi bahan penghantar atau setengah menghantar arus listrik. Sifat
ini disebut bahan semikonduktor.
° Untuk NPN, jika ada arus yang mengalir dari basis menuju emitor maka akan ada
arus yang mengalir dari collector menuju emitor.
°
Untuk PNP, jika ada arus yang mengalir dari emitor menuju basis maka akan ada
arus yang mengalir dari emitor menuju collector.
B
= Ic / Ib, dimana Ic >> Ib
Dimana,
B : besar penguatan
Ic
: arus collector
Ib
: arus basis
8. LED (Light Emiting Diode) dan LED Superbright.LED
biasa berfungsi sebagai lampu indikator pada saat sensor bekerja, dan bekerja
pada forward. LED Superbright berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis untuk
dibaca sensor. Kerjanya ketika sumber tegangan masuk pada battery on, maka arus
masuk sehinnga Led superbrigth menyala dengan terang yang kemudian dibiaskan
pada photodioda.
9. Photo Dioda (PD). Photo
dioda berfungsi sebagai sensor cahaya. Cara pemasangannya dengan LED indikator
yaitu terbalik. Bekerja pada bias reverse.
10. Crystal. Crystal
yang dipakai untuk USBAsp biasanya bernilai 12Mhz, untuk Minimum sistem
biasanya memakai 11.59200 Mhz bisa juga 16Mhz, sedangkan untuk minimum sistem
ARDUINO biasanya menggunakan crystal 16Mhz.
11. Kapasitor Keramik. Kapasitor
yang biasanya digunakan pada kaki crystal 22pf (pikofarad) atau 33pf. untuk
pada kaki output driver motor biasanya dipasang 100nf (nano farad)
12. Kapasitor Elektrolit (Elco). Untuk
kapasitor pada rangkaian minimum sistem biasanya digunakan elco 10uf/16v
(10mikro farad 16 volt)
13. Resistor. Untuk
LED pada rangkaian sensor atau indikator biasanya digunakan resistor dengan
nilai 220 ohm atau 330 ohm. sedangkan untuk Photodioda bernilai 10Kilo ohm.
14. Project Board.Digunakan
untuk mengetes rangkaian sebelum kita buat ke dalam papan PCBnya.
15.Socket DC. Pada
rangkaian ARDUINO biasanya digunakan socket Dc yang hadap kesamping atau
posisinya tidur.
16.TAC Switch. Push
button kecil tapi disebutnya TAC Switch, banyak macam ukuran, bentuk dan jumlah
pin. biasanya digunakan untuk tombol inputan dan reset pada minimum sistem.
yang sering dipakai 2 pin dan 4 pin.
17. Terminal Biru/Hijau 2 Pin. Terminal
yang digunakan untuk inputan sumber dari baterai, atau juga bisa digunakan
untuk output ke motor. ada warna biru dan juga warna hijau dan jumlah pin yang
berbeda, tergantung kebutuhan kita.
18 Konektor DB9. Digunakan
untuk komunikasi serial pada minimum sistem.
19. Photodioda Photo
dioda adalah sensor intensitas cahaya sama seperti LDR, bentuknya sama dengan
LED untuk membedakannya, bagian dalam photodioda jika dilihat akan terlihat
berwarna hitam.
20. Dioda. Digunakan
pada rangkaian driver motor dan rangkaian pengaman pada tegangan masuk
rangkaian (jika input + dan – terbalik rangkaian tidak rusak).
21. Dioda Bridge. Digunakan
pada rangkaian driver motor.
22. Socket IC. Digunakan
untuk melindungi IC pada saat penyolderan dan mudah menganti bila terjadi
kerusakan, jadi saat penyolderan IC tidak langsung terpasang pada rangkaian
tapi socket terlebih dahulu.
23. LED. Sebagai
lampu indikator sumber dan sensor, terdapat banyak macam warna.
24. Trimpot. Digunakan
pada rangkian komparator sensor Line Follower Robot, biasanya yang dipakai
bernilai 10K.
25. Multitune. Sama
seperti trimpot, hanya saja Range/Jarak putarannya lebih besar sehingga tingkat
kepresisiannya lebih besar jika dibandingkan dengan trimpot. dan harganya cukup
mahal.
26. IC Driver Motor L298. Digunakan
pada rangkaian driver motor
Perkembangan robot ini pasti berdampak banyak untuk
kehidupan manusia dan lingkungannya. Dampaknya mulai dari yang positif hingga
yang negatif. Untuk positif robot diantaranya
adalah:
1. Robot Membantu Meringankan
Pekerjaan Manusia. Berbagai macam robot
dibuat, dan setiap robot memiliki kemampuannya masing-masing. Ada robot yang
dibuat untuk membersihkan rumah, untuk mengambil Bom, dan semua robot itu
dibentuk agar bisa menggantikan manusia.
2. Robot Tidak Memiliki Rasa
Bosan, Lelah, Emosi. Mustahil saat
bekerja atau diperintah oleh manusia, robot akan diam tidak melaksanakan
perintah, atau berkata, “Saya Malas”. Robot akan terus bekerja tanpa henti,
hingga energinya habis atau ada perangkat yang rusak.
3. Robot Mudah Dan Cepat Dalam Perbaikan. Manusia
membutuhkan waktu lama untuk bisa sembuh dari cedera. Robot hanya perlu ganti
suku cadang dan bisa baik lagi saat itu juga. Ketika error robot hanya perlu di
reset atau program ulang. Bayangkan manusia membutuhkan lama untuk bisa beranjak
dari sakit hatinya atau pikirannya.
4. Robot Bisa Dibuat Sebesar Dan
Seperti Apapun. Robot adalah mahluk
elektronik yang bentuk mekaniknya bisa dibuat seperti apapun, dan sebesar
apapun. Di sesuaikan dengan kebutuhan manusia. Jika manusia hanya memiliki 2
kaki, robot bisa dibuat berkaki 1000 sekalipun. Jika tinggi manusia kurang dari
300 Cm, Robot bisa dibuat setinggi gedung.
5. Di Industri Robot Adalah
Pekerja Ikhlas. Yang robot butuhkan
hanyalah listrik dan suku cadang jika rusak. Tidak seperti para buruh manusia,
robot tidak akan butuh waktu istirahat, robot tidak perlu uang salari, tidak
membutuhkan asuransi, jamsostek, robot tidak akan berdemo.
Dan untuk negatif robot diantarannya:
1. Manusia Menjadi Pemalas. Karena banyaknya peran yang tergantikan robot,
pekerjaan manusia akan semakin sedikit, dan semua hal akan dilakukan oleh
robot. Maka manusia tidak hanya akan menjadi pemalas, tapi mungkin saja jadi
gemuk dan lumpuh, karena kurang beraktivitas.
2. Sempitnya Lapangan Kerja. Ini yang akan cepat
dirasakan, akan ada banyak orang yang jadi penggangguran, karena semua pabrik
pekerjanya sudah diganti dengan robot.
3. Krisis Energi. Robot bisa hidup menggunakan listrik, dan manusia juga
sangat membutuhkan listrik. Dengan banyaknya robot yang hidup di bumi, maka
bumi akan banyak kekurangan energi secara drastis.
4. Menumpuknya Sampah. Robot yang rusak jika tidak diperbaiki atau
dimanfaatkan kembali, akan menambah penumpukan sampah di dunia.
5. Global Warming. Dengan terjadinya krisis energi dan
menumpuknya sampah elektronik, bukan hal mustahil pemanasan global akan lebih
cepat.
Robotik dalam pembelajaran Matematika
Robotika yang digunakan untuk problemsolving
learning juga melatih peserta didik untuk dapat berpikir ilmiah (Sullivan,
2008). Beberapa pemaparan diatas menunjukkan bahwa robotika
dalam pendidikan dimaksudkan untuk menerapkan ilmu pengetahuan atau teori
yang didapat peserta didik ke dalam suatu obyek yang nyata. Keluaran peserta
didik yang diharapkan dalam penerapan robotika dalam pendidikan ini adalah
peserta didik selain dapat memahami penerapan teori juga dapat berpikir ilmiah
dan berpartisipasi aktif dalam kemajuan penciptaan teknologi.
Pada penelitian
pendidikan menengah (Nugent et al. ,2008 dan Nugent et al., 2009), dilaporkan bahwa robotika meningkatkan keterampilan peserta didik dalam operasi pecahan,
rasio dan dan sistem koordinat. Kemudian hal ini mendorong pada penelitian
berikutnya (Nugent et al., 2010) tentang pembelajaran bilangan desimal dan
rasio yang juga sukses diterapkan pada robotika.
Bers, Flannery,
Kazakoff, & Sullivan (2014) menggunakan TangibleK Robotics untuk melatih
cara berpikir teknik komputasi peserta didik pendidikan dasar umur 3-6 tahun.
TangibleK Robotics diprogram untuk menirukan gerakan Hokey – Pokey, peserta
didik menghitung pengulangan pada gerakan Hokey – Pokey untuk menyederhanakan
program dan menerapkan ilmu matematika dalam penjumlahan. Untuk peserta didik 6
tahun ke atas, TangibleK Robotics diprogram untuk permainan “Simon Says”.
Peserta didik didorong untuk berpikir komputasi kondisional robot hanya
melakukan tindakan jika diberi perintah “Simon Says”. Alamisis (2012)
memfokuskan penelitiannya pada pelatihan guru dalam pembelajaran sains berbasis
robotika. Materi yang digunakan adalah materi gerak. Guru menggunakan robot
sebagai media untuk memperhitungkan gerak lurus beraturan, dipercepat maupun diperlambat.
Kegunaan robotik
pada pembelajaran
Membantu peragakan konsep abstrak
Beberapa subjek atau mata pelajaran memiliki konsep abstrak yang perlu
dipahami, seperti sains dan matematika. Tidak semua anak dapat memahami atau
menerima dengan baik konsep-konsep abstrak yang diterangkan secara dikte atau
tulisan di papan tulis. Robot edukasi (yang dirancang khusus untuk
bidang edukasi/pendidikan) mempermudah pengajar untuk menerangkan konsep
abstrak dengan mudah. Aplikasi pemrograman yang dimiliki robot edukasi, seperti
SPRK Edition dari Sphero, mempermudah pengajar dalam menerangkan konsep abstrak
dengan cara yang lebih mudah pada anak-anak.
Dengan robot yang bisa diprogram, para pengajar dapat
menciptakan visual learning. Mereka dapat menunjukkan konsep
abstrak dari pelajaran yang rumit melalui peragaan secara nyata di hadapan
anak-anak. Para pengajar dapat menerangkan kegunaan fungsi dan rumus itu
melalui program pada robot. Ketika peragaan robot tersebut berhasil, anak-anak
dapat melihat secara langsung kegunaan atau penerapan fungsi dan rumus tersebut
di dunia nyata, dengan cara yang lebih mudah dan menarik!
Setelah penjelasan oleh sang pengajar,
anak-anak kemudian bisa langsung mempraktikannya dengan sang robot. Anak-anak
pun bisa mengembangkan fungsi dan rumus tersebut melalui pemrograman pada robot
edukasi, tentu rasanya seperti sedang bermain bagi mereka. Tetapi dampaknya, ilmu tersebut dapat terekam dengan baik di otak anak-anak.
Meningkatkan Hubungan
Kebanyakan robot edukasi digunakan untuk membantu pemahaman anak dalam belajar sains,teknologi,teknik dan matematika.
Membuka Pemikiran Komputasional.'Anak-anak pun tidak melihat robot yang ada di dalam kelas mereka sebagai sesuatu yang menua, atau sesuatu yang lama. Para pendidik berharap dapat mengubah ketertarikan murid pada robot menjadi sebuah passion untuk belajar bagaimana memprogram dan memanipulasi platform robotika.Vikas Gupta, CEO dari Play-i, salah satu perusahaan robotika baru, berkata, “Ini tentang membuka dunia pemikiran secara komputasional pada cara yang sesuai dengan usia mereka.” Gupta bersikeras bahwa meskipun tanpa menulis kode, anak-anak mulai mengembangkan “pemikiran komputasion al”, kemampuan memisahkan suatu benda ke dalam beberapa bagian, memahami elemen individual mereka dan menyusunnya kembali.
Menarik minat anak perempuan pada robot.
Ketika pengajar berpikir mengenai manfaat dan kelemahan menggunakan robot dalam kegiatan belajar, menarik perhatian anak perempuan menjadi fokus yang paling penting. Secara anekdot, Inbar(salah satu perancang robot dari perusahaan RobotsLab) mengatakan para guru melaporkan bahwa anak-anak perempuan lebih unggul daripada anak-anak laki-laki dalam sains komputer ketika mereka berada di lingkungan yang semuanya adalah perempuan. “Jika kamu pergi ke sebuah sekolah perempuan, kamu akan melihat performa mereka sebenarnya lebih tinggi daripada di sekolah pria,” ujar Inbar. Tapi, jika anak perempuan tidak dikenalkan pada sains dan teknologi sedari dini, banyak yang menyerah ke stereotype di mana lapangan tersebut tidak sesuai untuk anak-anak perempuan.
Inbar menemukan bahwa anak-anak perempuan lebih tertarik dengan pemrograman robot jika terhubung pada merancang sesuatu yang kreatif. “Kami ingin menunjukkan bahwa robot dan pemrograman tidak hanya untuk anak laki-laki,” ujar Inbar, “Tidak ada masalah dengan hubungan anak perempuan dalam subjek STEM.” Pengajar hanya perlu menolong mereka untuk menyadari bahwa mereka menyukainya dan mau mencoba berkompetisi dengan anak laki-laki, yang kadang-kadang menahan anak perempuan.
Salah
satu robot yang bisa kamu datangkan adalah robot SPRK Edition dari Sphero.
Tapi, kamu juga bisa mendatangkan robot lain seperti Sphero 2.0. Kedua robot
tersebut sangat cocok untuk hadir di dalam kelasmu—bahkan robot pintar Sphero
lainnya
Robotik untuk pembelajaran matematika
https://blog.halorobotics.co.id/robot-dalam-kelas-memberikan-manfaat-signifikan/
https://kelasrobot.com/positif-dan-negatif-robot/
dari artikel di atas permasalahan yang ditemukan penulis:
1. apa langkah awal guru untuk menerapkan robotik dalam pembelajaran di kelas?
2.apakah menurut anda guru dan siswa di lingkungan sekolah anda siap menerapkan pembelajaran dengan robotik?
3.Apakah guru terancam perannya dengan kehadiran robot di kelas?